人天精妙结合

在FAST正式运转以后，当地的国际射电科普旅游文化园专用通道以及观景台等亦将逐步对外开放。当然，比之一般的旅游来说，在此没有手机信号之地旅行，巡天遥看一千河，是另一番感觉。

回想当年，彭勃说，射电望远镜在设计建造之初就曾遇到经费紧张，但不管减什么科学家们都不愿缩小望远镜的口径。不减小口径，意味着选址大窝凼不会改变。

2011年9月，北京市建筑设计研究院有限公司（BIAD）复杂结构研究院，接受中科院国家天文台委托，进行FAST圈梁、索网的结构咨询方面的工作。由于BIAD在圈梁和格构柱关系、降低索网应力、索网节点设计等方面的突出工作，赢得了中科院天文台科学家的信任，2012年完成咨询任务后，中科院国家天文台正式委托BIAD进行FAST反射面系统主体支承结构设计。

该院钢结构所副所长张琳告诉《新民周刊》记者：“我们之前很少接触到这样的项目——一半是天然的，一半是人工建筑。尽管大窝凼很大，口径500米，但毕竟不是人工构建的，在借助天然地势之前，我们必须要注意——在依赖地形的同时，也要适应地形、顺势而为。”

BIAD设计团队深入研究了FAST反射面的四大特点——首先是尺度巨大，口径500米、面积是美国阿雷西博望远镜的2.5倍；其次是反射面在工作时，能实时调整形态，在观测方向形成300米口径瞬时抛物面以汇聚电磁波，这一点又完全不同于阿雷西博；第三则是其作为天文望远镜，精度需达到毫米级。外加工程位于地质、地貌复杂的喀斯特洼地，边界复杂。

“基于上述特点，FAST超越了以往工程的概念，其建造凸显多项技术难题。通过科技攻关，中国工程师取得系列技术创新成果，建成世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，代表了中国制造的新水平。”张琳说。

去年于贵阳召开的第二届“射电天体物理前沿及FAST早期科学”研讨会上，美国加州大学伯克利分校射电实验室主卡尔·海尔斯发言称：“FAST相比起阿雷西博来说，更加灵敏，覆盖更大天区，且具有19波束的接收机，这使得FAST在HI/OH吸收线、脉冲星搜寻等方面拥有革命性的机遇。”

由于星际气体和尘埃的消光作用，光学望远镜难以看到更远的恒星，值得庆幸的是，1950年，发现了星际氢原子（中性氢，常用HI表示）21厘米波长发射谱线，它帮了人类的大忙。遥远的21厘米（即频率为1420兆赫）射电辐射，能够穿透“云山雾障”到达地球。但由于银河系的自转，按照多普勒效应，21厘米波长的氢谱线不仅变宽，而且还发生频率移动。谱线的频率移动值越大，就表示发出该谱线的射电源的相对视向速度越大，也就是说，该射电源离我们越远。而如果射电源里面HI的含量越多，它们发射出的辐射强度也就越大。这样，从射电观测资料便可推算出，在所测方向上的星际中性氢的含量，以及它们到观测者的距离。而作为目前地球上口径最大的射电望远镜FAST的优势正在于口径大。

中科院国家天文台射电部首席科学家李菂解释说，我国的望远镜与美国望远镜都是整体固定在地面上，但我国望远镜500米口径的球面是由四千多面主动反射单元构成，这一个个小的反射单元可以进行对焦，因此灵敏度可达Arecibo望远镜的2倍，巡天速度是它的10倍。

中国科学院国家天文台500米口径球面射电望远镜工程总工艺师王启明说，仅圈梁、索网和支撑馈源舱的6座高塔就用掉1万多吨钢材。

望远镜反射面总面积为25万平方米，相当于30个标准足球场那么大。尽管反射面板才1毫米厚，也用掉2000多吨铝合金。”王启明说。

但大射电望远镜绝不是金属堆砌的“傻大粗”，它是最精密的天文仪器。它在馈源与反射面之间无刚性连接的情况下，可实现毫米级指向跟踪，确保精确地聚集和监听宇宙中微弱的射电信号。

张琳说：“北京市建筑设计研究院有限公司及合作团队通过FAST的工程创新与实践，提升了中国工程建造的水平，整合了产业链的上下游。FAST项目的研究成果也推广应用于多项国家重点工程，经济社会效益显著。通过FAST项目积累下的宝贵经验，我们BIAD也跨界到了科学领域大工程复杂技术的挑战中。”

中科院院长白春礼在FAST考察时曾指出：“当前国际竞争十分激烈，要争取FAST能够按期竣工。早日竣工，早日拿到数据，也是早日回报国家给予工程的投资。”白春礼所谓的回报，未必是金钱方面的回报。例如，国内的大飞机制造工程近年来投入巨大，一旦取得突破，将为我国的材料科学等诸多产业带来成果和效益，这将极大地反哺工业、制造业和民生领域。